GSMWORLD.it: Netmonitor Nokia TEST 01

Un grosso ringraziamento a Quandy che ha curato, con la collaborazione del newsgroup it.tlc.hardware.nokia, la realizzazione di questa sezione.

NETMONITOR TEST 01 - Informazioni inerenti la comunicazione con la cella attualmente in uso. [doc ver. 1.3]

Informazioni inerenti la comunicazione con la cella attualmente in uso. [doc ver. 1.1]
10 valori disposti su 4 linee.

Variabili di             Schermata di
riferimento:             help:
++++++++++++++           ##############
+abbb ccc ddd+           #CH RxL TxPwr#
+ e ff g mmmm+           #TS TA RQ RLT#
+ nnn     ppp+           # C1      C2 #
+    oooo    +           #    CHT     #
++++++++++++++           ##############
a
Viene mostrata una "H" se il Frequency hopping é attivo altrimenti questa variabile é vuota. Una caratteristica della gestione dell'interfaccia radio é il salto di frequenza (frequency hopping, FH). Consiste nel trasmettere messaggi successivi di una stessa comunicazione su frequenze portanti diverse, mantenendo perr sempre lo stesso time slot assegnato inizialmente. In questo modo si riescono a combattere efficacemente quei problemi legati direttamente alla propagazione radio, ad esempio fenomeni di fading o battimenti che si possono verificare, temporaneamente, solo su una certa frequenza.
I parametri per l'algoritmo del FH sono trasmessi sul canale BCCH (Broadcast Control Channel). Proprio per questo motivo il timeslot 0 (che trasporta il canale BCCH) non é soggetto a frequency-hopping. Nel caso di implementazione del FH, un canale fisico é identificato, oltre che dal numero di trama (FN) e di timeslot (TS), anche da una traiettoria nel tempo che evidenzia le frequenze portanti su cui si sposta il timeslot ad ogni trama. Perché tutto questo? Perché non é detto, in determinate situazioni, che se la trasmissione sul canale x ha un BER elevato, anche sul canale x-y o x+y (insomma ad una diversa frequenza) presenti le stesse caratteristiche, solitamente legate al fading. La connessione in genere é più stabile senza frequency hopping e nelle celle con pochi TCH hoppare non ha un gran senso. In Italia Wind non supporta nessun genere di hopping. Tim ha attivo l'hopping praticamente ovunque e Omnitel ha attivo l'hopping a 900MHz in molte zone, specie quelle densamente popolate (dove il fading é statisticamente più probabile esserci) e a 1800 non esegue nessun genere di freq. hopping.
bbb - CH = CHannel.
Numero del canale (in decimale) usato per comunicare con la cella attualmente agganciata. Se la cella usata supporta l'hopping, in fase di comunicazione e trasmissione (anche sull'SDCCH) questo numero cambia visualizzando la frequenza della trama nesima.
Se il numero del canale é compreso tra 1 e 124 si é agganciati ad una cella a 900MHz, se il canale é compreso tra 512 e 885 si é agganciati ad una cella a 1800MHz. In Italia i canali sono assegnati come segue:
     GSM900
             16 più grandi città           resto del territorio
     Tim     da 8 a 64                       da 8 a 50
     Omnitel da 66 a 118                     da 77 a 118
     Wind    ---                             da 52 a 75
     
     GSM1800
     Tim       da 736 a 760
     Wind      da 761 a 810
     blu       da 811 a 860
     Omnitel   da 861 a 885
ccc - livello di ricezione in dBm.
Questo parametro indica che:

se tutti i canalli hanno il segnale più basso di .110 dBm, il telefono non monitorizza canali;
se il segnale del proprio gestore sparisce, il telefono comincia a segnalare la rete di un altro operatore, se presente;
se gli altri operatori disponibili hanno un segnale molto forte (es. -85 dBm) e il proprio gestore ha un segnale molto debole (es -100 dBm), il telefono potrebbe avere dei problemi a registrarsi con il proprio operatore (si può usare il menu 17 per forzare manualmente un particolare canale). In pratica non succede mai.
I valori del parametro RxL.
          RX (od)        RX (do)        RxL
          <              - 110 dBm      0
          - 110 dBm      - 109 dBm      1
          - 109 dBm      - 108 dBm      2
          ...            ...            ...
          - 49 dBm       - 48 dBm       62
          - 48 dBm       <              63
Questo parametro va a influenzare il numero di tacche presenti sull'indicatore di segnale a sinistra dello schermo, approssimativamente come segue:
          RX                       tacche
          da - 105  a - 100 dBm    0
          da - 100  a - 95  dBm    1
          da - 95   a - 90  dBm    2
          da - 90   a - 85  dBm    3
          più di     - 85  dBm    4
ddd - potenza di trasmissione (visibile solo durante la connessione).
Durante la trasmissione c'é un asterisco prima di questo valore. Più basso é il valore, più alta é la potenza del segnale che viene trasmesso. Si parte da 5 sino a 19 a 900, da 0 a 15 a 1800MHz.
La formula per calcolare la potenza in dbmW partendo dal PowerLevel é:
900 MHz: dBmW = 43-(PowerLevel*2) (esempio: PowerLevel=5 -> dBmW=33 -> 2 Watt, PowerLevel=15 -> dBmW=13 -> 2 milliWatt)
1800 MHz: dBmW = 30-(PowerLevel*2) (esempio: PowerLevel=0 -> dBmW=30 -> 1 Watt, PowerLevel=10 -> dBmW=10 -> 1 milliWatt)
I cellulari GSM 900 possono trasmettere il segnale con potenza massima di 2 watt, a 1800MHz la potenza massima parte da 1W. Watt = 10^(dBm/10)*0,001. dBm = 10*log(Watt/0,001).
e - TS=time slot.
Valori da 0 a 7. Secondo la struttura TDMA (Time Division Multiple Access) del sistema GSM Ogni singola portante viene divisa nel tempo, secondo la tecnica TDMA, in 8 intervalli (Time Slot) della durata di 0,577 ms e l'insieme di 8 time slot, della durata di 4,616 ms, viene definito trama o frame.
Il time slot k-esimo di ogni trama della i-esima portante costituisce un canale, in tutto sono 992. A loro volta anche la sequenza delle trame é divisa periodicamente tra piy canali, con una sorta di TDMA di secondo livello, assegnando una o piy trame ad un singolo canale.
ff - TA=Timing Advance.
La BTS informa il telefono quando questo deve mandare il pacchetto (per raggiungere la BTS nel tempo corretto). Semplicemente: il cellulare deve mandare "in anticipo" il pacchetto perché arrivi alla BTS senza ritardi e nel proprio timeslot, "quanto" di tempo. Questo parametro permette di calcolare la distanza teorica tra il telefono e la BTS usata: é una distanza che va da TA*550 metri a (TA+1)*550 metri.
Attenzione: questo parametro non indica la distanza effettiva in linea d'aria fra BTS e MS, ma indica approsimativamente la distanza che percorre il segnale radio! In caso di fading, sia esso lento, veloce o di Rice, la distanza in linea d'aria é minore o uguale della distanza percorsa dall'onda radio! TA può essere un valore tra 0 e 63 (più basso é, meglio é). Questo parametro viene aggiornato durante la comunicazione con il gestore (spedendo e ricevendo sms, chiamando, testando, abilitando, disabilitando i servizi operatore) e quando vengono usati i canali SDCC e TFR.
Una delle caratteristiche del sistema GSM900 é la compensazione del ritardo di propagazione (Time Advance) di 233 microsecondi, il che consente un percorso massimo BTS-cellulare-BTS di 70 km (233 x 10^-6 x 300000 = 70 circa, con 300000 km/s velocità di propagazione delle onde radio) e un raggio massimo di 35 km per una cella.
Rispiegami perchi la distanza tra BTS e MS non pur superare i 35 Km? Per comunicare, la distanza tra stazione trasmittente (BTS) e terminale mobile (MS) non pur superare i 35 km anche quando le condizioni morfologiche del terreno lo permetterebbero (ad esempio in una vasta zona pianeggiante). Infatti, quando la stazione base invia un messaggio ad un terminale, pur aspettare da questo una risposta solo per un breve periodo prima di dover passare ad analizzare le altre MS sullo stesso canale, in base alla tecnica TDMA. Se il terminale si trova a piy di 35 Km dalla stazione base la sua risposta arriva troppo tardi e l'utente risulta quindi non raggiungibile.
In particolare il sistema GSM riesce a compensare fino ad un ritardo massimo di 233 microsecondi tra l'invio di un messaggio e la ricezione della risposta, che corrispondono ad un viaggio BTS - MS - BTS di circa 70 km (233 x 10^-6 x 300000 = 70 circa, 300000 km/s é la velocità della luce) e quindi ad una distanza massima di 35 km tra BTS e MS.
g - RXQUAL_SUB.
Livello di errore durante la trasmissione con il DTX abilitato (lo stato del DTX é visibile nel menu 13). Questo parametro descrive quanti errori durante la trasmissione devono essere corretti. Questo parametro va da 0 a 7 (0=nessun errore, più di 5=é possibile che la chiamata venga interrotta). Più alto é il valore, peggiore é la qualità.
mmmm - RLT=Radio Link Timeout.
Se il valore é negativo, viene nostrato 0. Il valore massimo di questo parametro é 64. Se il telefono usa un canale diverso da TCH, viene mostrato "xx". In Italia Omnitel lo imposta a 20, Tim e Wind a 16. Ogni 480 millisec. il telefono manda in UP le misure delle celle adiacenti, TA, TxPower, canale, bsic, timeslot, livello, qualità (Bit Error Rate) ecc.
La BTS invia sempre con la stessa tempistica informazioni relative al segnale ed alla cella ricevuta, CGI, Power Control, tipo di trasmissione ecc; in più la BTS invia il valore di due contatori chiamati rlink; il primo indica sempre il valore massimo del contatore impostato in centrale; il secondo viene decrementato di una unità se in UP il messaggio non é stato correttamente decodificato, mentre viene incrementato di due unità fino al valore massimo se il messaggio in UP viene codificato. Il secondo contatore detto 'current rlink counter' se raggiunge il valore 0 fa cadere la conversazione.
nnn - Parametro C1.
Dove C1 = (RxLev-RxLevAm-MAX((MSTxPwr-MSMaxTxPwr),0)
In base a questo parametro la MS si aggancia alla BTS con C1 più alto e le 6 BTS adiacenti sono ordinate in base al C1 decrescente.
oooo - Tipo di canale usato.

AGCH Access Grant Channel Un canale usato dalla BTS per informare il telefono di quale canale deve essere usato: é la risposta della BTS per un RACH. Assegnando al telefono il SDCCH). Il RACH (Random Access Channel) é un canale di uplink, ad accesso slotted-aloha, usato da un cellulare per richiedere l'accesso alla rete e rispondere alle chiamate e alle richieste della rete (ad es. ai location update). Il SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel) é il canale assegnato ad un cellulare mediante una segnalazione sul canale AGCH in risposta ad una richiesta RACH accolta. é utilizzato per il trasporto dei messaggi di testo SMS (in fase di standby) e per lo scambio delle segnalazioni durante la fasi di identificazione, di registrazione, di location update e di call-setup prima dell'assegnazione definitiva di un canale di traffico TCH. Quando non é combinato con altri canali é detto SDCCH/8. La rete assegna un canale dedicato (SDCCH) al cellulare e, attraverso un messaggio sul canale logico AGCH, gli ordina di spostarsi immediatamente su esso per effettuare le procedure di autenticazione.
BCCH Broadcast Control Channel
é il canale in direzione BTS-verso-telefono che spedisce moltissime informazioni inerenti l'operatore (necessarie per l'identificazione e l'accesso), per esempio: quante volte il telefono deve informare il gestore sulla propria posizione attuale (il valore del contatore T3212, una descrizione più precisa é nel menu 10); se il gestore supporta lo hopping di frequenza; il parametro CELL_RESELECT_HYSTERESIS, l'RxLevAM, il tipo di pagin, la distanza di pagin, ecc...; il parametro CELL_BARRED (che ci dice se la cella ha un accesso normale o ristretto, si può ignorare ciò, modificando il valore del menù 19). Il BCCH, non essendo soggetto a Frequency Hopping é sempre trasmesso nel timeslot 0. [Poi ci aggiungerei che trasmette anche l'RxLevAM, il tipo di pagin, la distanza di pagin, ecc...]
THR0 TCH HR - Half Rate subchannel 0
THR1 TCH HR - Half Rate subchannel 1
TFR TCH FR - Full Rate
TEFR TCH EFR - Enhanced Full Rate
F144 TCH FR - Full Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 14.4 kbps.
F96 TCH FR - Full Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 9.6 kbps.
F72 TCH FR - Full Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 7.2 kbps.
F48 TCH FR - Full Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 4.8 kbps.
F24 TCH FR - Full Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 2.4 kbps.
H480 TCH HR - Half Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 4.8 kbps, subchannel 0.
H481 TCH HR - Half Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 4.8 kbps, subchannel 1.
H240 TCH HR - Half Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 2.4 kbps, subchannel 0.
H241 TCH HR - Half Rate
Trasmissione di dati asincrona alla velocità di 2.4 kbps, subchannel 1.
FA TCH FR
Usato solo per una veloce segnalazione di handover (FACCH - Fast Associated Control Channel).
FAH0 TCH HR
Usato solo per una veloce segnalazione di handover (FACCH - Fast Associated Control Channel), subchannel 0.
FAH1 TCH HR
Usato solo per una veloce segnalazione di handover FACCH - Fast Associated Control Channel), subchannel 1.
SDCC SDCCH (Stand-alone Dedicated Control Channel)
Canale usato per segnalare: i settaggi di connessione; la verificazione dell'utente; l'aggiornamento della posizione; l'assegnazione al TCH; l'invio di un SMS.
CCCH Common Control Channel
Canale usato durante lo standby (nessun invio/ricezione)
CBCH Cell Broadcast Channel
Canale usato in direzione BTS-verso-telefono usato per il cell broadcast.
CCHR Joined channels CCCH and CBCH
SEAR
Searching Network (ricerca operatore).
NSPS No Serv Power Save
Nessuna copertura, risparmio di energia attivato.

ppp - Parametro C2.
Se la rete é dual band, i gestori possono dare una priorità superiore al segnale a 1800 MHz, dando un offset del C1 a 900 MHz , al C2 a 1800 MHz. Tale offset é il CRO (primo valore della terza riga della pagina 2 del Net Monitor) e vale 16 per Omnitel e 20 per Tim. Cosa vuol dire in pratica? Che il cellulare "vede" come segnale più forte un segnale che in realtà e più debole, ma si aggancia unicamente a questo. Infatti quando sei (caso OPI) sintonizzato su un canale a 1800 MHz, il C2 vale C1+16 (per Tim C1+20), cosicché se tu ricevi un canale a 900 MHz con RxLEv = -80 e un canale a 1800 MHz con RxLev = -90, ti agganci a quest'ultima portante poiché:
900 MHz: -80 => C1=33 => C2=33 (a 900 MHz C1=C2)
1800 MHz: -90 => C1=19 => C2=35
L'ordinamento delle BTS viene fatto in base al C2 (se sei in dual band) oppure in base al C1 (in single band).

ALCUNE DEFINIZIONI:
Definizione di "DECIBEL" (dB)
Solitamente si preferisce esprimere la potenza mediante una scala logaritmica piuttosto che con una scala lineare quale i Watt. Si definiscono così la potenza in dB:

P_dB = 10 x log₁₀ (P_Watt )

e in dBm:
P_dBm = 10 x log₁₀ (P_Watt ) + 10 x log₁₀ (10³ )
P_dBm = 10 x log₁₀ (P_Watt ) + 30

in quest'ultimo caso si considera la potenza com’espressa in mWatt (1 Watt = 10³ mWatt). Dalla natura logaritmica di queste scale deriva che il valore in dB o dBm diminuisce di 3 unità quando il valore decimale si dimezza e viceversa.
HANDOVER
Una delle caratteristica peculiari dei sistemi cellulari é la possibilità di mantenere attiva una comunicazione pur continuando a spostarsi liberamente nel territorio. Questa mobilità pur causare la necessità di cambiare frequentemente cella di servizio oppure canale di trasmissione per continuare a garantire all'utente una buona qualità del segnale. Questa commutazione automatica senza interruzione nel collegamento é chiamato handover.

ATTENZIONE:
Smanettare a casaccio con il netmonitor può pregiudicare il corretto funzionamento del cellulare, quindi STATECI ATTENTI, non mi prendo alcuna responsabilità su quello che può succedere. NON accedere direttamente ad una pagina della quale non si é certi del numero, ma controllare bene il numero e solo DOPO accederci direttamente.
Attenzione utenti del 7110!
Quando decidete di spegnere il vostro cellulare con il netmonitor attivo, fatelo tenendo attivato uno dei test che non modificano alcuna opzione, ad esempio il test 01, perché quando il 7110 si accende ed é nel netmonitor, é come se si accedesse direttamente a quella pagina!
Non mi prendo alcun merito né responsabilità di quello che c'é scritto su questo documento, mi sono solo limitato a fare opera di assemblaggio e traduzione. Quandy
Ringraziamenti:
Ringrazio Simone Tugnoli (stugnoli@cs.unibo.it) per la sua paziente opera di correzione, precisazione ed aggiunta e il sito GSMWORLD.it di Marcello Scatà (http://www.gsmworld.it), per le preziose informazioni sul sistema GSM.